JP5370453B2 - 自動車用温調システム - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用温調システムに関し、特に、空気調和用の冷媒回路が少なくともバッテリ冷却用の冷媒回路を兼ねている自動車用温調システムに関する。
従来、電気自動車等の温調システムとして、特許文献１（特開平１１−２３０８１号公報）に開示されているような空調装置が広く知られている。この空調装置は、高圧冷媒を中間圧力まで減圧する高圧側電気膨張弁と、中間圧冷媒をさらに低圧圧力まで減圧する低圧側電気膨張弁と、その両電気膨張弁の間に設置される冷却器とを備えており、その冷却器によって、走行用モータ、モータ用インバータおよびバッテリを冷却している。
しかしながら、上記のような空調装置では、頻繁には起こりえない最大冷凍負荷にさえも対応できるように冷凍機器を設計する傾向にあり、それが装置の大型化、高コスト化の要因となっている。
本発明の課題は、冷凍負荷が冷凍装置の能力を超えたときに、他の冷熱で不足分を補うようにした自動車用温調システムを提供することにある。
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムは、１つの冷媒回路を用いて少なくとも空気調和とバッテリの温調とを行なう自動車用温調システムであって、バッテリの目標温度が所定の適正温度範囲内になるように冷媒回路の冷媒の流れを制御する制御部を備えている。冷媒回路は、空気調和用の蒸発器及び放熱器との間に、バッテリ温調用冷媒路を有している。バッテリ温調用冷媒路は、バッテリの温調を行なうバッテリ熱交換器を含んでいる。制御部は、バッテリの熱量を空気調和に利用する蓄熱利用モード、及びバッテリの熱量を空気調和に利用しない通常運転モードを、冷凍負荷に応じて選択し実行する。さらに、制御部は、蓄熱利用モードを選択したとき目標温度を適正温度範囲内の第１範囲内に設定する。また、制御部は、通常運転モードを選択したとき目標温度を適正温度範囲内で且つ第１範囲と異なる第２範囲へ設定する。
この自動車用温調システムでは、自動車の走行条件によって冷凍負荷が増大し自動車用温調システムの最大能力を超えるような場合に、バッテリに蓄えられた熱量を利用することができる。それゆえ、頻繁には起こりえない最大冷凍負荷に備えて機器を大型化する必要がなくなり、装置の小型・軽量化が図れる。また、バッテリを蓄熱源として利用するので、別に蓄熱源を備える必要がなく、コスト低減が図られる。
さらに、この自動車用温調システムでは、通常運転モードを実行時にバッテリの目標温度が、バッテリへの蓄熱が行なわれるような温度範囲に設定されるので、（蓄熱利用モードのための）バッテリへの蓄熱手段を別に備える必要がなくなり、小型化、軽量化、及び低コスト化が図られる。
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムは、第１観点に係る自動車用温調システムであって、蓄熱利用モードが蓄熱冷房運転モードと蓄熱暖房運転モードとを含んでいる。蓄熱冷房運転モードは、バッテリの熱量を利用して冷房運転を行うモードである。蓄熱暖房運転モードは、バッテリの熱量を利用して暖房運転を行うモードである。また、通常運転モードは、通常冷房運転モードと通常暖房運転モードとを含んでいる。通常冷房運転モードは、バッテリの熱量を利用せずに冷房運転を行うモードである。通常暖房運転モードは、バッテリの熱量を利用せずに暖房運転を行うモードである。また、制御部は、通常冷房運転モードを選択したとき、第２範囲を適正温度範囲の最下限値を含む範囲に設定する。さらに、制御部は、通常暖房運転モードを選択したとき、第２範囲を適正温度範囲の最上限値を含む範囲に設定する。
この自動車用温調システムでは、冷房運転時に、バッテリを適正温度範囲の最下限値になるように温調しておくことによって、蓄熱冷房運転モードへの切り換えに備えることができる。また、暖房運転時に、バッテリを適正温度範囲の最上限値になるように温調しておくことによって、蓄熱暖房運転モードへの切り換えに備えることができる。
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムは、第２観点に係る自動車用温調システムであって、制御部が、バッテリ熱交換器内の冷媒圧力を調節して、バッテリの温調を行なう。
この自動車用温調システムでは、１つの冷媒回路を用いて空気調和とバッテリの温調とを行なうので、必然的にバッテリ熱交換器内の冷媒圧力は冷媒回路の高圧側圧力と低圧側圧力との間の任意の中間圧力に調節される。つまり、バッテリの目標温度範囲の設定自由度が、蒸発温度と凝縮温度との間の温度範囲分だけ確保されるので、蓄熱利用モード及び通常使用モードそれぞれ目標温度範囲の設定が容易である。
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムは、第３観点に係る自動車用温調システムであって、バッテリ温調用冷媒路が、バッテリ熱交換器の両側に配置される２つの開度可変の減圧器をさらに含んでいる。制御部は、２つの減圧器の開度を調節して、バッテリ熱交換器内の冷媒圧力を制御する。
この自動車用温調システムでは、バッテリ熱交換器内の冷媒圧力を精度よく調節できるので、例えば、バッテリの温度を適正温度範囲の下限値の近傍または上限値の近傍に維持することも可能である。
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムは、第４観点に係る自動車用温調システムであって、暖房運転時の凝縮器に送風するファンをさらに備えている。制御部は、暖房運転時に蒸発器の着霜を検知または推定したとき、デフロスト運転を行う。デフロスト運転は、ファンを停止し、冷媒の流れを冷房運転時と同じ冷媒循環サイクルへ切り換え、バッテリ熱交換器の上流側となる減圧器の開度を絞り、バッテリ熱交換器の下流側となる減圧器の開度を全開とする、運転である。
この自動車用温調システムでは、先ず、高圧ガス冷媒が着霜した蒸発器に流入して放熱するので、蒸発器が加熱され霜が融解する。放熱して凝縮した高圧冷媒は、バッテリ熱交換器の上流側となる減圧器で減圧され、バッテリ熱交換器へ流入する。バッテリ熱交換器内の冷媒は、バッテリを熱源として蒸発するので、（暖房運転時の）凝縮器へは空調対象空間の温度に近い温度のガス冷媒が入り込み、さらに、ファンが停止していることもあって、ユーザーに冷風が当たるなどの不快感を誘発するような事態は防止される。
本発明の第６観点に係る自動車用温調システムは、第５観点に係る自動車用温調システムであって、制御部が、デフロスト運転時に除湿指令を受けたとき、デフロスト時除湿運転を行う。デフロスト時除湿運転は、バッテリ熱交換器の上流側となる減圧器の開度を開き、バッテリ熱交換器の下流側となる減圧器の開度を絞る、運転である。
この自動車用温調システムでは、制御部は、バッテリ熱交換器の下流側となる減圧器の開度を絞り、その絞り量を調節することができるので、蒸発器内で冷媒を除湿に必要な量だけ蒸発させることができる。
本発明の第７観点に係る自動車用温調システムは、第４観点に係る自動車用温調システムであって、暖房運転時の蒸発器に送風する第１ファンと、暖房運転時の凝縮器に送風する第２ファンとをさらに備えている。制御部は、暖房運転時に蒸発器の着霜を検知または推定したとき、デフロスト運転を行う。デフロスト運転は、第１ファンを停止し、冷媒の流れを暖房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、バッテリ熱交換器の上流側となる減圧器の開度を絞り、バッテリ熱交換器の下流側となる減圧器の開度を全開とする、運転である。
この自動車用温調システムでは、バッテリ熱交換器内の冷媒は、バッテリを熱源として蒸発して過熱ガス冷媒となって蒸発器に入り込む。その結果、蒸発器に付着した霜が融解する。
本発明の第８観点に係る自動車用温調システムは、第７観点に係る自動車用温調システムであって、制御部が、デフロスト運転時、第２ファンの回転数を低下させる。
この自動車用温調システムでは、第２ファンの回転数を低下させ、冷媒の凝縮器での放熱を抑制することによって、冷媒は、高い熱量を保有したままバッテリ熱交換器に入り、そこで過熱状態となるので、着霜した蒸発器に流入したときに蒸発器を素早く加熱して霜を融解する。
本発明の第９観点に係る自動車用温調システムは、第５観点から第８観点のいずれか１つに係る自動車用温調システムであって、制御部が、デフロスト準備運転を行う。デフロスト準備運転は、デフロスト運転を実行する前に、バッテリの温度を現在の温度よりも高い所定温度で所定時間だけ保持する、運転である。
この自動車用温調システムでは、バッテリ熱交換器内の冷媒は、バッテリを熱源として蒸発して過熱ガス冷媒となって蒸発器に入り込み蒸発器を加熱して霜を融解するのであるから、バッテリの熱量は大きいほどよい。それゆえ、デフロスト準備運転によって、デフロスト運転前にバッテリの熱量を高めることが有効である。
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムでは、自動車の走行条件によって冷凍負荷が増大し自動車用温調システムの最大能力を超えるような場合に、バッテリに蓄えられた熱量を利用することができる。それゆえ、頻繁には起こりえない最大冷凍負荷に備えて機器を大型化する必要がなくなり、装置の小型・軽量化が図れる。また、バッテリを蓄熱源として利用するので、別に蓄熱源を備える必要がなく、コスト低減が図られる。
また、通常運転モードを実行時にバッテリの目標温度が、バッテリへの蓄熱が行なわれるような温度範囲に設定されるので、（蓄熱利用モードのための）バッテリへの蓄熱手段を別に備える必要がなくなり、小型化、軽量化、及び低コスト化が図られる。
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムでは、冷房運転時に、バッテリを適正温度範囲の最下限値になるように温調しておくことによって、蓄熱冷房運転モードへの切り換えに備えることができる。また、暖房運転時に、バッテリを適正温度範囲の最上限値になるように温調しておくことによって、蓄熱暖房運転モードへの切り換えに備えることができる。
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムでは、１つの冷媒回路を用いて空気調和とバッテリの温調とを行なうので、必然的にバッテリ熱交換器内の冷媒圧力は冷媒回路の高圧側圧力と低圧側圧力との間の任意の中間圧力に調節される。つまり、バッテリの目標温度範囲の設定自由度が、蒸発温度と凝縮温度との間の温度範囲分だけ確保されるので、蓄熱利用モード及び通常使用モードそれぞれ目標温度範囲の設定が容易である。
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムでは、バッテリ熱交換器内の冷媒圧力を精度よく調節できるので、例えば、バッテリの温度を適正温度範囲の下限値の近傍または上限値の近傍に維持することも可能である。
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムでは、先ず、高圧ガス冷媒が着霜した蒸発器に流入して放熱するので、蒸発器が加熱され霜が融解する。放熱して凝縮した高圧冷媒は、バッテリ熱交換器の上流側となる減圧器で減圧され、バッテリ熱交換器へ流入する。バッテリ熱交換器内の冷媒は、バッテリを熱源として蒸発するので、（暖房運転時の）凝縮器へは空調対象空間の温度に近い温度のガス冷媒が入り込み、さらに、ファンが停止していることもあって、ユーザーに冷風が当たるなどの不快感を誘発するような事態は防止される。
本発明の第６観点に係る自動車用温調システムでは、制御部は、バッテリ熱交換器の下流側となる減圧器の開度を絞り、その絞り量を調節することができるので、蒸発器内で冷媒を除湿に必要な量だけ蒸発させることができる。
本発明の第７観点に係る自動車用温調システムでは、バッテリ熱交換器内の冷媒は、バッテリを熱源として蒸発して過熱ガス冷媒となって蒸発器に入り込む。その結果、蒸発器に付着した霜が融解する。
本発明の第８観点に係る自動車用温調システムでは、第２ファンの回転数を低下させ、冷媒の凝縮器での放熱を抑制することによって、冷媒は、高い熱量を保有したままバッテリ熱交換器に入り、そこで過熱状態となるので、着霜した蒸発器に流入したときに蒸発器を素早く加熱して霜を融解する。
本発明の第９観点に係る自動車用温調システムでは、バッテリ熱交換器内の冷媒は、バッテリを熱源として蒸発して過熱ガス冷媒となって蒸発器に入り込み蒸発器を加熱して霜を融解するのであるから、バッテリの熱量は大きいほどよい。それゆえ、デフロスト準備運転によって、デフロスト運転前にバッテリの熱量を高めることが有効である。
本発明の第１実施形態に係る自動車用温調システムの構成図。 圧力−エンタルピ線図上に表した通常冷房運転時の冷凍サイクル。 圧力−エンタルピ線図上に表した蓄熱冷房運転時の冷凍サイクル。 第１実施形態に係る他の自動車用温調システムの構成図。 デフロスト終了からデフロスト準備運転を経て次のデフロスト運転開始に至るまでの車載バッテリ温度の変化を表すグラフ。 第１変形例に係る自動車用温調システムにおける圧力−エンタルピ線図上に表したデフロスト運転時の冷凍サイクル。 第２変形例に係る自動車用温調システムの構成図。 第２変形例に係る他の自動車用温調システムの構成図。 第２変形例に係る自動車用温調システムにおける圧力−エンタルピ線図上に表したデフロスト運転時の冷凍サイクル。 本発明の第２実施形態に係る自動車用温調システムの構成図。
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
＜第１実施形態＞
（１）自動車用温調システム１０の概要
（１−１）全体構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動車用温調システム１０の構成図である。図１において、自動車用温調システム１０は、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和システムであり、冷媒回路４０と、外気ファン５０と、内気ファン６０と、制御部７０とを備えている。
（１−２）冷媒回路４０
冷媒回路４０では、圧縮機１１、四路切換弁１３、外気熱交換器１５、及び内気熱交換器２３が環状に繋がっている。また、冷媒回路４０は、外気熱交換器１５と内気熱交換器２３とを繋ぐバッテリ温調用冷媒路４２を有しており、バッテリ温調用冷媒路４２には外気熱交換器１５側から第１減圧器２５、バッテリ熱交換器２７及び第２減圧器２９が接続されている。
さらに、冷媒回路４０は駆動部冷却用冷媒路４７を有している。具体的には、第１減圧器２５と外気熱交換器１５との間には冷媒の分岐点Ｏが存在し、第２減圧器２９と内気熱交換器２３との間には冷媒の分岐点Ｐが存在する。駆動部冷却用冷媒路４７は、分岐点Ｏと、分岐点Ｐと、圧縮機１１の吐出管とを繋いでいる。駆動部冷却用冷媒路４７には、分岐点Ｏ側から第１逆止弁３１、冷媒ポンプ３３、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７が直列に接続されている。また、第１逆止弁３１及び冷媒ポンプ３３の中間点Ｑと、分岐点Ｐとは、第２逆止弁３２を含む冷媒路で繋がっている。
（１−３）外気ファン５０
外気ファン５０は、外気熱交換器１５に対面するように配置されており、回転することによって車外空気を取り込んで外気熱交換器１５に送風し、外気熱交換器１５内の冷媒と車外空気との熱交換を促進する。
（１−４）内気ファン６０
内気ファン６０は、一般にはブロアと呼ばれる送風機である。この内気ファン６０は、内気熱交換器２３が設置された風路の上流側に位置し、内気熱交換器２３の上流側から内気熱交換器２３に向って送風する。
（１−５）制御部７０
制御部７０は、四路切換弁１３、第１減圧器２５、第２減圧器２９、及び電動膨張弁２１の弁開度、圧縮機１１、冷媒ポンプ３３、内気ファン６０、外気ファン５０の回転数を制御して、冷媒回路４０を循環する冷媒の流れや、内気熱交換器２３、外気熱交換器１５、バッテリ熱交換器２７の熱交換量を制御する。
（２）詳細構成
（２−１）圧縮機１１、及び四路切換弁１３
圧縮機１１は、ガス冷媒を吸入して圧縮する。四路切換弁１３は、冷房運転と暖房運転との切換時に、冷媒の流れの方向を切り換える。冷房運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と外気熱交換器１５のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と内気熱交換器２３のガス側とを接続する。つまり、図１の四路切換弁１３内の実線で示された状態である。
また、暖房運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と内気熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と外気熱交換器１５のガス側とを接続する。つまり、図１の四路切換弁１３内の点線で示された状態である。
（２−２）外気熱交換器１５
外気熱交換器１５は、積層型熱交換器であって、車外空気との熱交換によって内部を流れる冷媒を凝縮（超臨界冷媒の場合は放熱）又は蒸発させることができる。積層型熱交換器については多くの文献が存在するので、ここでは説明を省略する。なお、外気熱交換器１５は積層型熱交換器に限定されるものではなく、他の熱交換器であってもよい。
（２−３）内気熱交換器２３
内気熱交換器２３は、車内乗車室前面の吹出口と通じる風路内に設置される。この内気熱交換器２３は、積層型熱交換器であって、車外から取り入れた空気または車内乗車室から取り入れた空気との熱交換によって内部を流れる冷媒を凝縮（超臨界冷媒の場合は放熱）又は蒸発させることができる。なお、内気熱交換器２３は積層型熱交換器に限定されるものではなく、他の熱交換器であってもよい。
（２−４）バッテリ熱交換器２７
バッテリ熱交換器２７は、電気自動車の走行用モータなどの電源である車載バッテリ８０と冷媒回路４０を循環する冷媒との間で熱交換を行なわせる熱交換器である。バッテリ熱交換器２７は、外気熱交換器１５と内気熱交換器２３との間を繋ぐバッテリ温調用冷媒路４２の途中に接続されている。また、バッテリ熱交換器２７の両側には、第１減圧器２５および第２減圧器２９が接続されている。
（２−５）第１減圧器２５
第１減圧器２５は、開度可変式の電動膨張弁であって、バッテリ温調用冷媒路４２のうちのバッテリ熱交換器２７と外気熱交換器１５との間に接続されている。第１減圧器２５は、冷房運転時、外気熱交換器１５からの高圧冷媒を高圧圧力と低圧圧力との間の中間圧力まで減圧する。また、暖房運転時、第１減圧器２５は冷媒圧力を外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧する。
（２−６）第２減圧器２９
第２減圧器２９は、開度可変式の電動膨張弁であって、バッテリ温調用冷媒路４２のうちのバッテリ熱交換器２７と内気熱交換器２３との間に接続されている。第２減圧器２９は、暖房運転時、内気熱交換器２３からの高圧冷媒を高圧圧力と低圧圧力との間の中間圧力まで減圧する。また、第２減圧器２９は、冷房運転時、冷媒圧力を内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧する。
（２−７）第１逆止弁３１及び第２逆止弁３２
第１逆止弁３１は、分岐点Ｏから駆動部冷却用冷媒路４７に向おうとする冷媒を通すが、中間点Ｑから分岐点Ｏに向おうとする冷媒を通さない。同様に、第２逆止弁３２は、分岐点Ｐから駆動部冷却用冷媒路４７に向おうとする冷媒を通すが、中間点Ｑから分岐点Ｐに向おうとする冷媒を通さない。
（２−８）冷媒ポンプ３３
冷媒ポンプ３３は、ローターの回転により吸い込んだ冷媒を昇圧して吐出するように構成されている。制御部７０が、冷媒ポンプ３３の出力を変更することによって、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に流れる冷媒量を制御することができ、その結果、冷却能力を調整することができる。また、冷媒ポンプ３３によって、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７において熱交換が行われた冷媒を圧縮機１１の吐出管側に流すことができる。つまり、冷媒が圧縮機１１内ではなく吐出管に導かれるので、圧縮機動力が増加しない。
（２−９）インバータ熱交換器３５及びモータ熱交換器３７
インバータ熱交換器３５は、インバータ８５を温調するための熱交換器である。インバータ８５は、走行モータ８７に所定の波形に制御された交流出力を供給する。また、モータ熱交換器３７は、走行モータ８７を温調するための熱交換器である。
インバータ８５及び走行モータ８７は冷却しなければ温度が上昇し続け破損するが、例えば１００℃以下に保持すれば破損しないので、それらの冷却には高圧液冷媒を利用すればよい。それゆえ、冷媒ポンプ３３は、モータ熱交換器３７の出口冷媒が過熱ガス冷媒となるように流量を制御する。なお、インバータ熱交換器３５とモータ熱交換器３７とは一体の熱交換器であってもよい。
（３）自動車用温調システム１０の動作
（３−１）通常冷房運転モード
図１において、通常冷房運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と外気熱交換器１５のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と内気熱交換器２３のガス側とを接続する。また、第１減圧器２５は、外気熱交換器１５からの高圧冷媒を高圧圧力と低圧圧力との間の中間圧力まで減圧する。また、第２減圧器２９は、中間圧冷媒を内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧する。その結果、外気熱交換器１５が冷媒の凝縮器として機能し、内気熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能する。また、冷媒ポンプ３３は、冷媒回路４０を循環する冷媒量の２０％程度の冷媒が分岐点Ｏから駆動部冷却用冷媒路４７に流入するように出力制御される。
また、図２は、圧力−エンタルピ線図上に表した通常冷房運転時の冷凍サイクルである。図２において、英字ａ〜ｇの各位置は、図１の英字ａ〜ｇの各位置に対応している。以下、図１及び図２を参照しながら通常冷房運転時の冷媒流れについて説明する。
冷媒回路４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される（図２のａ−ｂ間）。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、外気熱交換器１５に送られる。
外気熱交換器１５に送られた高圧の冷媒は、そこで車外空気と熱交換を行って凝縮する（図２のｂ−ｃ間）。外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒のうち約８０％の冷媒が、第１減圧器２５に送られて中間圧力まで減圧された後（図２のｃ−ｄ間）、バッテリ熱交換器２７に入る。
中間圧まで低下した冷媒は２相冷媒となってバッテリ熱交換器２７を流れる。この２層冷媒は、バッテリ熱交換器２７を介して車載バッテリ８０と熱交換する（図２のｄ−ｅ間）。車載バッテリ８０は、バッテリ熱交換器２７によって冷却され所定温度に調節される。なお、本実施形態では、バッテリ熱交換器２７での冷媒温度が２５℃になるように、第１減圧器２５の開度が適宜制御され、中間圧力が調節される。冷媒は、バッテリ熱交換器２７において、車載バッテリ８０と熱交換する。この作用によって車載バッテリ８０はほぼ３０℃に維持される。
バッテリ熱交換器２７を出た中間圧の冷媒は、第２減圧器２９によって内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧され（図２ｅ−ｆ間）、内気熱交換器２３に入る。内気熱交換器２３に入った低圧の冷媒は、そこで車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行って蒸発する（図２のｆ−ａ間）。内気熱交換器２３で冷却された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を冷却する。内気熱交換器２３において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される（図２のａ）。
他方、外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒のうち約２０％の冷媒が、分岐点Ｏから駆動部冷却用冷媒路４７に流入する。この高圧の液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し（図２のｃ−ｇ）、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る（図２のｇ）。
（３−２）蓄熱冷房運転モード
例えば、通常冷房運転中に、電気自動車が急な坂道を登るような場合、走行モータ８７の回転数を上げるので、インバータ８５及び走行モータ８７に対する冷却能力を上げる必要がある。
このような場合、制御部７０は、運転モードを通常冷房運転から蓄熱冷房運転へ切り換える。蓄熱冷房運転では、制御部７０は、通常冷房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、冷媒ポンプ３３を制御し、冷媒回路４０を循環する冷媒量の４０％程度の冷媒が駆動部冷却用冷媒路４７に流入するように調整する。また、蓄熱冷房運転では、制御部７０は第１減圧器２５の開度を全開にする。
また、図３は、圧力−エンタルピ線図上に表した蓄熱冷房運転時の冷凍サイクルである。以下、図１及び図３を参照しながら通常冷房運転時の冷媒流れについて説明する。
冷媒回路４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される（図３のａ−ｂ間）。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、外気熱交換器１５に送られる。
外気熱交換器１５に送られた高圧の冷媒は、そこで車外空気と熱交換を行って凝縮する（図３のｂ−ｃ間）。外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒のうち約６０％の冷媒は、第１減圧器２５に送られるが、第１減圧器２５の開度が全開であるので、減圧されることなくバッテリ熱交換器２７に送られる。
運転モードが通常冷房運転から蓄熱冷房運転へ切り換えられる直前まで、車載バッテリ８０は３０℃に維持されている。車載バッテリ８０は、重さ２００ｋｇもあるので、３０℃の蓄熱源である。したがって、車載バッテリ８０は短時間であれば、ほぼ３０℃を維持したまま、バッテリ熱交換器２７内の冷媒と熱交換して過冷却となる（図３のｃ−ｅ間）。
バッテリ熱交換器２７を出た冷媒は、第２減圧器２９によって内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧され（図３のｅ−ｆ間）、内気熱交換器２３に入る。内気熱交換器２３に入った低圧の冷媒は、そこで車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行って蒸発する（図３のｆ−ａ間）。内気熱交換器２３で冷却された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を冷却する。内気熱交換器２３において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される（図３のａ）。
他方、外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒のうち約４０％の冷媒が、分岐点Ｏから駆動部冷却用冷媒路４７に流入する。つまり、蓄熱暖房運転では、通常冷房運転時の２倍の冷媒量を駆動部冷却用冷媒路４７に流入させて、インバータ８５及び走行モータ８７を冷却することになる。
この高圧の液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し（図３のｃ−ｇ）、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る（図３のｇ）。
（３−３）通常暖房運転モード
図１において、暖房運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と内気熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と外気熱交換器１５のガス側とを接続する。また、第２減圧器２９は、内気熱交換器２３からの高圧冷媒を高圧圧力と低圧圧力との間の中間圧力まで減圧する。また、第１減圧器２５は、中間圧冷媒を外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧する。その結果、内気熱交換器２３が冷媒の凝縮器として機能し、外気熱交換器１５が冷媒の蒸発器として機能する。また、冷媒ポンプ３３は、冷媒回路４０を循環する冷媒量の２０％程度の冷媒が分岐点Ｐから駆動部冷却用冷媒路４７に流入するように出力制御される。
このような状態の冷媒回路４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、内気熱交換器２３に送られる。
内気熱交換器２３に送られた高圧の冷媒は、そこで車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行って凝縮する。内気熱交換器２３で加熱された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を暖める。内気熱交換器２３において凝縮した高圧の冷媒のうち約８０％の冷媒は、第２減圧器２９に送られて中間圧力まで減圧された後、バッテリ熱交換器２７に入る。
中間圧まで低下した冷媒は２相冷媒となってバッテリ熱交換器２７を流れる。この２層冷媒は、バッテリ熱交換器２７を介して車載バッテリ８０と熱交換する。なお、本実施形態では、バッテリ熱交換器２７での冷媒温度が２５℃になるように、第２減圧器２９の開度が適宜制御され、中間圧力が調節される。冷媒は、バッテリ熱交換器２７において、車載バッテリ８０と熱交換する。この作用によって車載バッテリ８０はほぼ３０℃に維持される。
バッテリ熱交換器２７を出た中間圧の冷媒は、第１減圧器２５によって外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧され、外気熱交換器１５に入る。外気熱交換器１５に入った低圧の冷媒は、そこで車外の空気と熱交換を行って蒸発する。外気熱交換器１５において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
他方、内気熱交換器２３において凝縮した高圧の冷媒のうち約２０％の冷媒が、分岐点Ｐから駆動部冷却用冷媒路４７に流入する。この高圧の液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−４）蓄熱暖房運転モード
例えば、通常暖房運転中に、電気自動車が急な坂道を登るような場合、走行モータ８７の回転数を上げるので、インバータ８５及び走行モータ８７に対する冷却能力を上げる必要がある。
このような場合、制御部７０は、運転モードを通常暖房運転から蓄熱暖房運転へ切り換える。蓄熱暖房運転では、制御部７０は、通常暖房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、冷媒ポンプ３３を、冷媒回路４０を循環する冷媒量の４０％程度の冷媒が駆動部冷却用冷媒路４７に流入するように制御する。また、蓄熱暖房運転では、制御部７０は第２減圧器２９の開度を全開にする。
このような状態の冷媒回路４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、内気熱交換器２３に送られる。
高圧の冷媒は、内気熱交換器２３で車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行いて凝縮する。内気熱交換器２３で加熱された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を暖める。内気熱交換器２３において凝縮した高圧の冷媒のうち約６０％の冷媒は、第２減圧器２９に送られるが、第２減圧器２９の開度が全開であるので、減圧されることなくバッテリ熱交換器２７に送られる。
運転モードが通常暖房運転から蓄熱暖房運転へ切り換えられる直前まで、車載バッテリ８０は３０℃に維持されている。車載バッテリ８０は、重さ２００ｋｇもあるので、３０℃の蓄熱源である。したがって、車載バッテリ８０は短時間であれば、ほぼ３０℃を維持したまま、バッテリ熱交換器２７内の冷媒と熱交換して過冷却となる。
バッテリ熱交換器２７を出た冷媒は、第１減圧器２５によって外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧され、外気熱交換器１５に入る。外気熱交換器１５に入った低圧の冷媒は、そこで車外の空気と熱交換を行って蒸発する。外気熱交換器１５において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
他方、内気熱交換器２３において凝縮した高圧の冷媒のうち約４０％の冷媒が、分岐点Ｐから駆動部冷却用冷媒路４７に流入する。つまり、蓄熱暖房運転では、通常暖房運転時の２倍の冷媒量を駆動部冷却用冷媒路４７に流入させて、インバータ８５及び走行モータ８７を冷却することになる。
この高圧の液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−５）デフロスト運転モード
制御部７０は、暖房運転時、外気熱交換器１５に着霜したことを検知、若しくは推定したとき、四路切換弁１３を冷房側へ切り換え、デフロスト運転を行う。つまり、デフロスト運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と外気熱交換器１５のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と内気熱交換器２３のガス側とを接続する。
また、制御部７０は、第２減圧器２９の開度を全開にするので、外気熱交換器１５が冷媒の凝縮器として機能し、バッテリ熱交換器２７及び内気熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能する。第１減圧器２５は、外気熱交換器１５からの高圧冷媒をバッテリ熱交換器２７及び内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧する。
また、制御部７０は、冷媒回路４０を循環する冷媒量の５％程度の冷媒が分岐点Ｏから駆動部冷却用冷媒路４７に流入するように冷媒ポンプ３３の出力を制御する。さらに、制御部７０は、外気ファン５０および内気ファン６０を停止させる。
このような状態の冷媒回路４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、外気熱交換器１５に送られる。
外気熱交換器１５に送られた高圧の冷媒は、本来なら、車外空気と熱交換を行って凝縮するのであるが、外気ファン５０が停止しているので、車外空気よりもむしろ外気熱交換器１５に付着している霜との熱交換によって凝縮する。それゆえ、冷媒凝縮時の熱量のほとんどが霜融解熱に利用され、霜がすばやく融解する。
外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒のうち約９５％の冷媒は、第１減圧器２５で減圧され、冷媒温度が５℃になるように、制御部７０によって第１減圧器２５の開度が制適宜制御されて、バッテリ熱交換器２７に入る。冷媒は、バッテリ熱交換器２７で車載バッテリ８０から熱を奪って蒸発する。車載バッテリ８０は、重さ２００ｋｇもあるので、３０℃の蓄熱源である。したがって、車載バッテリ８０はほぼ３０℃に維持される。
バッテリ熱交換器２７を出た冷媒は、１５℃まで温度上昇して内気熱交換器２３に入る。このとき、内気ファン６０は停止しているので、内気熱交換器２３内の冷媒と熱交換して冷やされた空気が車内乗車室に吹き出されることはない。内気熱交換器２３を出た冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
他方、外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒のうち約５％の冷媒が、分岐点Ｏから駆動部冷却用冷媒路４７に流入する。この高圧の液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−６）デフロスト時除湿運転モード
上記デフロスト運転中に除湿作用が必要となった場合、バッテリ熱交換器２７での蒸発量を減らし、除湿に必要な蒸発量を内気熱交換器２３で発生させる。
具体的には、制御部７０は、第１減圧器２５の開度を上記デフロスト運転時よりも開き、冷媒温度を上げて、バッテリ熱交換器２７での蒸発量を減らし、第２減圧器２９の開度を上記デフロスト運転時の全開状態から冷媒が内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力となるように絞る。
これによって、外気熱交換器１５の除霜、車載バッテリ８０の温調、及び車内乗車室の除湿が行われる。
（３−７）デフロスト準備運転モード
上記デフロスト運転は、車載バッテリ８０を熱源として利用するので、デフロスト運転前に車載バッテリ８０を加温するためのデフロスト準備運転を行うのが好ましい。例えば、暖房通常運転時は、車載バッテリ８０を３０℃に調温しているが、デフロスト準備運転では、車載バッテリ８０を準備温度（例えば、４０℃）まで加温する。
具体的には、車載バッテリ８０は、充放電の際の内部の化学反応によって温度上昇するため、バッテリ熱交換器２７での冷媒による冷却量を減少または止めればいい。その結果、車載バッテリ８０は、充放電の際の内部の化学反応によって温度上昇する。
そこで、第１の方策としては、第２減圧器２９を全開にして、バッテリ熱交換器２７に入る冷媒温度を上げ、冷却量を減少させる。
第２の方策としては、図４Ａ（第１実施形態に係る他の自動車用温調システムの構成図）に示すように、第２減圧器２９を全閉にしてバッテリ熱交換器２７へ冷媒が流れないようにし、車載バッテリ８０の冷却を止める。また、第２減圧器２９を全閉にすると外気熱交換器１５（蒸発器）に冷媒が流れなくなるので、ここでは、開閉弁４９１を有するバイパス路４９が設けられている。開閉弁４９１は、デフロスト準備運転時に開動作するように制御すればよい。
なお、デフロスト運転開始前に、車載バッテリ８０の温度が準備温度に達したときは、車載バッテリ８０の温度をその所定値に保つように、車載バッテリ８０の冷却を再開する。
デフロスト準備運転は、デフロスト運転を開始するまでの時間と車載バッテリ８０を所定値まで昇温するまでの時間を算出して決定する。なお、着霜量との相関が高い、外気熱交換器１５における蒸発飽和温度Ｔｅの値をトリガーとしても良い。
図４Ｂは、デフロスト終了からデフロスト準備運転を経て次のデフロスト運転開始に至るまでの車載バッテリ温度の変化を表すグラフである。以下、図４Ｂを参照しながら、外気温度２℃での運転を想定したときの動作を説明する。
制御部７０は、デフロスト運転終了後、蒸発飽和温度Ｔｅ＝−４℃で通常暖房運転を開始する。蒸発飽和温度Ｔｅは、霜の成長とともに徐々に低下する。そして、ある程度まで霜が成長したとき、蒸発飽和温度Ｔｅは急激に低下する。
上記の特徴を利用して、制御部７０は、蒸発飽和温度Ｔｅが第１所定値を下回った時、車載バッテリ８０の昇温処理であるデフロスト準備運転を開始する。なお、第１所定値は、Ｔｅ＜外気温度−１０℃、且つＴｅ＜−５℃を満たす値である。デフロスト準備運転は、暖房運転のまま、第２減圧器２９が全閉される。但し、車載バッテリ８０の温度が第１所定値に達したときは、車載バッテリ８０の温度を第１所定値に保つように、第１減圧器２５の開度を調節し車載バッテリ８０の冷却を再開する。
制御部７０は、蒸発飽和温度Ｔｅがさらに低下し第２所定値を下回ったとき、デフロスト運転を開始する。なお、第２所定値は、Ｔｅ＜外気温度−１５℃、且つＴｅ＜−１０℃を満たす値である。外気熱交換器１５のフィン温度Ｔｄｅｆが、第３所定値を超えたときデフロスト運転を終了し、通常暖房運転に復帰する。なお、外気熱交換器１５のフィン温度Ｔｄｅｆの第３所定値は、１０℃である。その際、車載バッテリ８０の温度が通常暖房運転時の適正温度（例えば、３０℃）に達していない場合は、デフロスト準備運転と同じ制御を行い、準備温度（例えば、４０℃）以上になったら車載バッテリ８０の冷却を開始する。
（４）第１実施形態の特徴
（４−１）
自動車用温調システム１０では、制御部７０が、車載バッテリ８０の熱量を空気調和に利用する蓄熱利用モード、及び車載バッテリ８０の熱量を空気調和に利用しない通常運転モードを、冷凍負荷に応じて選択し実行する。例えば、自動車の走行条件によって冷凍負荷が増大し自動車用温調システム１０の最大能力を超えるような場合に、車載バッテリ８０に蓄えられた熱量を利用することができる。それゆえ、頻繁には起こりえない最大冷凍負荷に備えて機器を大型化する必要がなくなり、装置の小型・軽量化が図れる。また、車載バッテリ８０を蓄熱源として利用するので、別に蓄熱源を備える必要がなく、コスト低減が図れる。
（４−２）
自動車用温調システム１０では、通常運転モードを実行時に車載バッテリ８０の目標温度が、車載バッテリ８０への蓄熱が行なわれるような温度範囲に設定されるので、（蓄熱利用モードのための）車載バッテリ８０への蓄熱手段を別に備える必要がなくなり、小型化、軽量化、及び低コスト化が図られる。
（４−３）
自動車用温調システム１０では、冷房運転時に、車載バッテリ８０を適正温度範囲の最下限値になるように温調しておくことによって、蓄熱冷房運転モードへの切り換えに備えることができる。また、暖房運転時に、バッテリを適正温度範囲の最上限値になるように温調しておくことによって、蓄熱暖房運転モードへの切り換えに備えることができる。
（４−４）
自動車用温調システム１０では、１つの冷媒回路４０を用いて空気調和と車載バッテリ８０の温調とを行なうので、必然的にバッテリ熱交換器２７内の冷媒圧力は冷媒回路４０の高圧側圧力と低圧側圧力との間の任意の中間圧力に調節される。その結果、車載バッテリ８０の目標温度範囲の設定自由度が、蒸発温度と凝縮温度との間の温度範囲分だけ確保されるので、蓄熱利用モード及び通常使用モードそれぞれ目標温度範囲の設定が容易である。
（４−５）
自動車用温調システム１０では、制御部７０が、第１減圧器２５及び第２減圧器２９の開度を調節して、バッテリ熱交換器２７内の冷媒圧力を制御する。それゆえ、バッテリ熱交換器内の冷媒圧力を精度よく調節でき、例えば、バッテリの温度を適正温度範囲の下限値の近傍または上限値の近傍に維持することも可能である。
（４−６）
自動車用温調システム１０では、制御部７０が、暖房運転時に蒸発器の着霜を検知または推定したとき、内気ファン６０を停止し、冷媒の流れを冷房運転時と同じ冷媒循環サイクルへ切り換え、バッテリ熱交換器２７の上流側となる第１減圧器２５の開度を絞り、バッテリ熱交換器２７の下流側となる第２減圧器２９の開度を全開とする、デフロスト運転を行う。バッテリ熱交換器２７内の冷媒は、車載バッテリ８０を熱源として蒸発するので、内気熱交換器２３へは空調対象空間の温度に近い温度のガス冷媒が入り込み、さらに、内気ファン６０が停止していることもあって、ユーザーに冷風が当たるなどの不快感を誘発するような事態は防止される。
（４−７）
自動車用温調システム１０では、制御部７０が、デフロスト運転時に除湿指令を受けたとき、バッテリ熱交換器２７の上流側となる第１減圧器２５の開度を開き、バッテリ熱交換器２７の下流側となる第２減圧器２９の開度を絞る、デフロスト時除湿運転を行う。それゆえ、内気熱交換器２３内で冷媒を除湿に必要な量だけ蒸発させることができる。
（４−８）
自動車用温調システム１０では、制御部７０が、デフロスト運転を実行する前に、車載バッテリ８０の温度を現在の温度よりも高い所定温度で所定時間だけ保持する、デフロスト準備運転を行う。バッテリ熱交換器２７内の冷媒は、車載バッテリ８０を熱源として蒸発して過熱ガス冷媒となって蒸発器に入り込み蒸発器を加熱して霜を融解するのであるから、車載バッテリ８０の熱量は大きいほどよい。それゆえ、デフロスト準備運転によって、デフロスト運転前にバッテリの熱量を高めることが有効である。
（５）第１実施形態の変形例
（５−１）第1変形例
第１実施形態に係る自動車用温調システム１０では、デフロスト運転は、一旦、冷媒の循環サイクルを冷房運転時の循環サイクルに切り換えているが、これに限定されるものではない。本変形例に係る空調室内機では、制御部７０は、暖房運転時、外気熱交換器１５に着霜したことを検知、若しくは推定したとき、暖房運転時の循環サイクルのままでデフロスト運転を行う。
具体的には、制御部７０は、冷媒回路４０を循環する冷媒量の５％程度の冷媒が分岐点Ｐから駆動部冷却用冷媒路４７に流入するように冷媒ポンプ３３の出力を制御する。さらに、制御部７０は、外気ファン５０を停止させ、内気ファン６０の回転数を低下させる。また、制御部７０は、第２減圧器２９を冷媒がバッテリ熱交換器２７で蒸発可能な圧力まで絞る。さらに、制御部７０は、第１減圧器２５の開度を全開にする。
図５は、第１変形例に係る自動車用温調システムにおける圧力−エンタルピ図上に表したデフロスト運転時の冷凍サイクルである。以下、図１及び図５を参照しながら変形例に係るデフロスト運転について説明する。
冷媒回路４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される（図５のａ−ｂ）。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、内気熱交換器２３に送られる。
内気熱交換器２３に送られた高圧の冷媒は、車内乗車室に供給する空気と熱交換を行って凝縮する（図５のｂ−ｆ間）。但し、内気ファン６０の回転数が低減されているので暖房能力は低下する。
内気熱交換器２３において凝縮した高圧の冷媒のうち約９５％の冷媒は、第２減圧器２９で減圧され（図５のｆ−ｅ間）、バッテリ熱交換器２７に入り、車載バッテリ８０との熱交換によって蒸発する（図５のｅ−ｃ間）。つまり、冷媒は、バッテリ熱交換器２７で車載バッテリ８０から熱を奪って蒸発し、過熱ガス冷媒となる。なお、除霜のための蒸気飽和温度は５℃以上であり、車載バッテリ８０を適正温度に維持するには２０℃が好ましい。
バッテリ熱交換器２７を出た過熱ガス冷媒は、外気熱交換器１５に入る。このとき、内気ファン６０は停止しているので、車外空気よりもむしろ外気熱交換器１５に付着している霜と熱交換する。それゆえ、霜がすばやく融解する。なお、過熱ガス冷媒の一部は霜との熱交換によって一部凝縮する（図５のｃ−ａ間）。外気熱交換器１５を出た冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
（５−２）第２変形例
なお、上記のように外気熱交換器１５で一部凝縮した冷媒を圧縮機１１に吸入させることは、圧縮機１１にとっては好ましいことではないので、圧縮機１１の吸入口手前にアキュームレータを配置して気液分離し、ガス冷媒のみ圧縮機１１に戻すことが好ましい。
図６Ａは、第２変形例に係る自動車用温調システムの構成図である。また、図７は、第２変形例に係る自動車用温調システムにおける圧力−エンタルピ図上に表したデフロスト運転時の冷凍サイクルである。
以下、図６Ａ及び図７を参照しながら第２変形例に係るデフロスト運転について説明する。図６Ａにおいて、第２変形例の冷媒回路４０は、圧縮機１１の吸入口手前にアキュームレータ２０が配置されていることが、第１変形例と異なる。それゆえ、冷媒の流れについては、バッテリ熱交換器２７を出た過熱ガス冷媒が外気熱交換器１５に入るところまでは、第１変形例と同じであるので、過熱ガス冷媒が外気熱交換器１５に入った後の流れを説明する。
過熱ガス冷媒は、外気熱交換器１５に付着している霜との間で熱交換し、一部は凝縮する（図７のｃ−ａ間）。外気熱交換器１５を出た冷媒は、圧縮機１１の吸入管手前に配置されたアキュームレータ２０で気液分離され、ガス成分のみが圧縮機１１に吸入される（図７のａ）。
なお、外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒のうち約５％の冷媒が、分岐点Ｏから駆動部冷却用冷媒路４７に流入する。駆動部冷却用冷媒路４７における冷媒の操作制御については、暖房運転時と同じであるので、ここでは説明を省略する。
以上のように、第１変形例および第２変形例に係る自動車用温調システム１０では、制御部７０が暖房運転時に外気熱交換器１５（蒸発器）の着霜を検知または推定したとき、外気ファン５０を停止し、冷媒の流れを暖房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、バッテリ熱交換器２７の上流側となる第２減圧器２９の開度を絞り、バッテリ熱交換器２７の下流側となる第１減圧器２５の開度を全開とする、デフロスト運転を行う。それゆえ、バッテリ熱交換器２７内の冷媒は、車載バッテリ８０を熱源として蒸発して過熱ガス冷媒となって外気熱交換器１５（蒸発器）に入り込む。その結果、蒸発器に付着した霜が素早く融解する。
また、制御部７０が、デフロスト運転時、内気ファン６０の回転数を低下させる。冷媒の内気熱交換器２３（凝縮器）での放熱が抑制され、冷媒は、高い熱量を保有したままバッテリ熱交換器２７に入り、そこで過熱状態となるので、着霜した外気熱交換器１５（蒸発器）に流入したときに外気熱交換器１５を素早く加熱して霜を融解する。
＜第２実施形態＞
（１）自動車用温調システム１００の概要
（１−１）全体構成
図８は、本発明の第２実施形態に係る自動車用温調システム１００の構成図である。図８において、自動車用温調システム１００は、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和システムであり、冷媒回路１４０と、外気ファン５０と、内気ファン６０と、制御部１７０とを備えている。なお、外気ファン５０及び内気ファン６０は、第１実施形態で説明した内容と同じであるので、ここで説明を省略する。
（１−２）冷媒回路１４０
冷媒回路１４０では、圧縮機１１、四路切換弁１３、外気熱交換器１５、及び内気熱交換器２３が環状に繋がっている。また、外気熱交換器１５と内気熱交換器２３との間には、両者を繋ぐ２つの冷媒路が形成されており、一方は第１冷媒路としての空気調和用冷媒路４１であり、他方は第２冷媒路としてのバッテリ温調用冷媒路４２である。バッテリ温調用冷媒路４２は、空気調和用冷媒路４１と並列に接続されている。
空気調和用冷媒路４１には、外気熱交換器１５側からメイン膨張弁１７、除湿熱交換器１９、除湿用膨張弁１２１が接続されている。また、バッテリ温調用冷媒路４２には、外気熱交換器１５側から第１減圧器２５、バッテリ熱交換器２７及び第２減圧器２９が接続されている。なお、説明の便宜上、空気調和用冷媒路４１とバッテリ温調用冷媒路４２との接続点のうち、外気熱交換器１５側を分岐点Ｒと呼び、内気熱交換器２３側を分岐点Ｓと呼ぶ。
また、冷媒回路１４０は、第３冷媒路としての駆動部冷却用冷媒路１４７をさらに有している。駆動部冷却用冷媒路１４７は、分岐点Ｓと第２減圧器２９との間に設けられた分岐点Ｔと圧縮機１１の吐出管とを繋ぐ冷媒路である。駆動部冷却用冷媒路１４７では、分岐点Ｔ側から第１逆止弁１３１、冷媒ポンプ３３、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７が直列に接続されている。
また、空気調和用冷媒路４１と駆動部冷却用冷媒路１４７とは第２逆止弁１３２によって連絡されており、分岐点Ｒとメイン膨張弁１７との間を流れる冷媒の一部が、第１逆止弁１３１と冷媒ポンプ３３との間で合流するようになっている。
（１−３）制御部１７０
制御部１７０は、四路切換弁１３、第１減圧器２５、第２減圧器２９、メイン膨張弁１７及び除湿用膨張弁１２１の弁開度、圧縮機１１、冷媒ポンプ３３、内気ファン６０、外気ファン５０の回転数を制御して、冷媒回路１４０を循環する冷媒の流れや、内気熱交換器２３、除湿熱交換器１９、外気熱交換器１５、バッテリ熱交換器２７の熱交換量を制御する。
（２）詳細構成
圧縮機１１、及び四路切換弁１３、外気熱交換器１５、除湿熱交換器１９、内気熱交換器２３、第１減圧器２５、バッテリ熱交換器２７、第２減圧器２９、冷媒ポンプ３３、インバータ熱交換器３５及びモータ熱交換器３７は、第１実施形態で説明した内容と同じであるので、ここでは詳細説明を省略する。
（２−１）メイン膨張弁１７
メイン膨張弁１７は、開度可変式の電動膨張弁であり、除湿熱交換器１９と外気熱交換器１５との間に接続されている。メイン膨張弁１７は、冷房運転時には冷媒圧力を除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧する。また、メイン膨張弁１７は、暖房運転時には冷媒圧力を外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧する。
（２−２）除湿用膨張弁１２１
除湿用膨張弁１２１は、開度可変式の電動膨張弁であり、除湿熱交換器１９と内気熱交換器２３との間に接続される。また、除湿用膨張弁１２１は、暖房除湿運転時には、所定の除湿量となるように、減圧量を調整する。
（３）自動車用温調システム１００の動作
（３−１）通常冷房運転モード
図３において、冷房運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と外気熱交換器１５のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と内気熱交換器２３のガス側とを接続する。
また、除湿用膨張弁１２１は、開度を全開、若しくは冷媒を減圧しない程度にまで開度を拡大している。メイン膨張弁１７は、冷媒圧力を除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧するように開度調節される。
また、第１減圧器２５は、外気熱交換器１５からの高圧冷媒を高圧圧力と低圧圧力との間の中間圧力まで減圧する。また、第２減圧器２９は、中間圧冷媒を内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧する。その結果、外気熱交換器１５が冷媒の凝縮器として機能し、空気調和用冷媒路４１では除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能し、バッテリ温調用冷媒路４２では内気熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能する。
このような状態の冷媒回路において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、外気熱交換器１５に送られる。
外気熱交換器１５に送られた高圧の冷媒は、そこで車外空気と熱交換を行って凝縮する。外気熱交換器１５において凝縮器した高圧の冷媒は、分岐点Ｒにおいて空気調和用冷媒路４１とバッテリ温調用冷媒路４２の２方向に分かれて流れる。
空気調和用冷媒路４１に流れた高圧の冷媒は、メイン膨張弁１７によって減圧され、除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３に入る。除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３は、除湿用膨張弁１２１がほぼ全開となっているので、一つの蒸発器として機能する。
他方、バッテリ温調用冷媒路４２に流れた高圧の冷媒は、第１減圧器２５に送られて中間圧力まで減圧された後、バッテリ熱交換器２７に入る。中間圧まで低下した冷媒は２相冷媒となってバッテリ熱交換器２７を流れる。この２層冷媒は、バッテリ熱交換器２７を介して車載バッテリ８０と熱交換する。車載バッテリ８０は、バッテリ熱交換器２７によって冷却され所定温度に調節される。なお、本実施形態では、第１減圧器２５の開度を適宜制御することによって、中間圧力が調整され、冷媒温度が調整される。この作用により車載バッテリ８０を２０℃〜４０℃の範囲内の任意温度に調節している。バッテリ熱交換器２７を出た中間圧の冷媒は、第２減圧器２９によって内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧され、内気熱交換器２３に入る。
除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３に入った低圧の冷媒は、そこで車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行って蒸発する。内気熱交換器２３で冷却された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を冷却する。内気熱交換器２３において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
さらに、空気調和用冷媒路４１から第２逆止弁１３２を介して高圧液冷媒の一部が駆動部冷却用冷媒路１４７に流入する。この高圧液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−２）蓄熱冷房運転モード
例えば、通常冷房運転中に、電気自動車が急な坂道を登るような場合、走行モータ８７の回転数を上げるので、インバータ８５及び走行モータ８７に対する冷却能力を上げる必要がある。
このような場合、制御部１７０は、運転モードを通常冷房運転から蓄熱冷房運転へ切り換える。蓄熱冷房運転では、制御部１７０は、通常冷房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、冷媒ポンプ３３を、冷媒回路１４０を循環する冷媒量の一部が駆動部冷却用冷媒路１４７に流入するように制御する。また、蓄熱冷房運転では、制御部１７０は第１減圧器２５の開度を全開にする。
このような状態の冷媒回路１４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、外気熱交換器１５に送られる。
外気熱交換器１５に送られた高圧の冷媒は、そこで車外空気と熱交換を行って凝縮する。外気熱交換器１５において凝縮器した高圧の冷媒は、分岐点Ｒにおいて空気調和用冷媒路４１とバッテリ温調用冷媒路４２の２方向に分かれて流れる。
空気調和用冷媒路４１に流れた高圧の冷媒は、メイン膨張弁１７によって減圧され、除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３に入る。除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３は、除湿用膨張弁１２１がほぼ全開となっているので、一つの蒸発器として機能する。
他方、バッテリ温調用冷媒路４２に流れた高圧の冷媒は、第１減圧器２５に送られるが、第１減圧器２５の開度が全開であるので、減圧されることなくバッテリ熱交換器２７に送られる。
運転モードが通常冷房運転から蓄熱冷房運転へ切り換えられる直前まで、車載バッテリ８０は３０℃に維持されている。車載バッテリ８０は、重さ２００ｋｇもあるので、３０℃の蓄熱源である。したがって、車載バッテリ８０は短時間であれば、ほぼ３０℃を維持したまま、バッテリ熱交換器２７内の冷媒と熱交換して過冷却となる。
バッテリ熱交換器２７を出た冷媒は、第２減圧器２９によって内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧され、内気熱交換器２３に入る。
内気熱交換器２３に入った低圧の冷媒は、そこで車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行って蒸発する。内気熱交換器２３で冷却された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を冷却する。内気熱交換器２３において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
さらに、空気調和用冷媒路４１から第２逆止弁１３２を介して高圧液冷媒の一部が駆動部冷却用冷媒路１４７に流入する。この高圧液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−３）暖房運転時の冷媒の流れ
図８において、暖房運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と内気熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と外気熱交換器１５のガス側とを接続する。
また、除湿用膨張弁１２１は、開度を全開、若しくは冷媒を減圧しない程度にまで開度を拡大している。メイン膨張弁１７は、冷媒圧力を外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧するように開度調節される。
また、第２減圧器２９は、内気熱交換器２３からの高圧冷媒を高圧圧力と低圧圧力との間の中間圧力まで減圧する。また、第１減圧器２５は、中間圧冷媒を外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧する。その結果、バッテリ温調用冷媒路４２では内気熱交換器２３が冷媒の凝縮器として機能し、空気調和用冷媒路４１では内気熱交換器２３及び除湿熱交換器１９が冷媒の凝縮器として機能する。外気熱交換器１５は冷媒の蒸発器として機能する。
このような状態の冷媒回路において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、内気熱交換器２３に送られる。
内気熱交換器２３に送られた高圧の冷媒は、そこで車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行って凝縮する。内気熱交換器２３で加熱された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を暖める。
内気熱交換器２３において凝縮器した高圧の冷媒は、分岐点Ｓにおいて空気調和用冷媒路４１とバッテリ温調用冷媒路４２との２方向に分かれて流れる。
空気調和用冷媒路４１に流れた冷媒は、ほぼ全開状態の除湿用膨張弁１２１を通過して除湿熱交換器１９に入り、そこでさらに放熱して過冷却状態となる。除湿熱交換器１９を出た冷媒は、メイン膨張弁１７によって減圧され、外気熱交換器１５に入る。
他方、バッテリ温調用冷媒路４２に流れた高圧の冷媒は、第２減圧器２９に送られて中間圧力まで減圧された後、バッテリ熱交換器２７に入る。中間圧まで低下した冷媒は２相冷媒となってバッテリ熱交換器２７を流れる。この２層冷媒は、バッテリ熱交換器２７を介して車載バッテリ８０と熱交換する。車載バッテリ８０は、バッテリ熱交換器２７によって冷却され所定温度に調節される。なお、本実施形態では、第２減圧器２９の開度を適宜制御することによって、中間圧力が調整され、冷媒温度が調整される。この作用により車載バッテリ８０を２０℃〜４０℃の範囲内の任意温度に調節している。バッテリ熱交換器２７を出た中間圧の冷媒は、第１減圧器２５によって外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧され、外気熱交換器１５に入る。
外気熱交換器１５に入った低圧の冷媒は、そこで車外の空気と熱交換を行って蒸発する。外気熱交換器１５において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
さらに、分岐点Ｔから第１逆止弁１３１を介して高圧液冷媒の一部が駆動部冷却用冷媒路１４７に流入する。この高圧液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−４）暖房除湿運転モード
暖房除湿運転では、制御部１７０は、上記暖房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、メイン膨張弁１７を全開にし、除湿用膨張弁１２１の開度を調節し、分岐点Ｓから空気調和用冷媒路４１に流れる高圧の冷媒を減圧する。除湿用膨張弁１２１は冷媒圧力を除湿熱交換器１９及び外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧し、除湿熱交換器１９及び外気熱交換器１５においてその周囲から吸熱して蒸発する。なお、除湿用膨張弁１２１の開度を適宜制御することによって、減圧量を調整し除湿量を調整する。
除湿熱交換器１９は、通過する空気を冷却するので、その空気中の水分が凝縮し除湿される。除湿された空気は、内気熱交換器２３によって加熱されるので、車内乗車室には除湿された暖かい空気が吹き出される。
他方、バッテリ温調用冷媒路４２に流れた高圧の冷媒は、第２減圧器２９に送られて中間圧力まで減圧された後、バッテリ熱交換器２７に入る。中間圧まで低下した冷媒は２相冷媒となってバッテリ熱交換器２７を流れる。この２層冷媒は、バッテリ熱交換器２７を介して車載バッテリ８０と熱交換する。車載バッテリ８０は、バッテリ熱交換器２７によって冷却され所定温度に調節される。なお、本実施形態では、第２減圧器２９の開度を適宜制御することによって、車載バッテリ８０を２０℃〜４０℃の範囲内の任意温度に調節している。バッテリ熱交換器２７を出た中間圧の冷媒は、第１減圧器２５によって外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧され、外気熱交換器１５に入る。
外気熱交換器１５に入った低圧の冷媒は、そこで車外の空気と熱交換を行って蒸発する。外気熱交換器１５において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
さらに、分岐点Ｔから第１逆止弁１３１を介して高圧液冷媒の一部が駆動部冷却用冷媒路１４７に流入する。この高圧液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−５）蓄熱暖房運転モード
例えば、通常暖房運転中に、電気自動車が急な坂道を登るような場合、走行モータ８７の回転数を上げるので、インバータ８５及び走行モータ８７に対する冷却能力を上げる必要がある。
このような場合、制御部１７０は、運転モードを通常暖房運転から蓄熱暖房運転へ切り換える。蓄熱暖房運転では、制御部１７０は、通常暖房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、冷媒ポンプ３３を、冷媒回路１４０を循環する冷媒量の一部が駆動部冷却用冷媒路１４７に流入するように制御する。また、蓄熱暖房運転では、制御部１７０は第２減圧器２９の開度を全開にする。
このような状態の冷媒回路１４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、内気熱交換器２３に送られる。高圧の冷媒は、内気熱交換器２３で車内乗車室へ供給する空気と熱交換を行いて凝縮する。内気熱交換器２３で加熱された空気は、車内乗車室に吹き出され車内乗車室を暖める。
内気熱交換器２３において凝縮器した高圧の冷媒は、分岐点Ｓにおいて空気調和用冷媒路４１とバッテリ温調用冷媒路４２との２方向に分かれて流れる。
空気調和用冷媒路４１に流れた冷媒は、ほぼ全開状態の除湿用膨張弁１２１を通過して除湿熱交換器１９に入り、そこでさらに放熱して過冷却状態となる。除湿熱交換器１９を出た冷媒は、メイン膨張弁１７によって減圧され、外気熱交換器１５に入る。
他方、バッテリ温調用冷媒路４２に流れた高圧の冷媒は、第２減圧器２９に送られるが、第２減圧器２９の開度が全開であるので、減圧されることなくバッテリ熱交換器２７に送られる。
運転モードが通常暖房運転から蓄熱暖房運転へ切り換えられる直前まで、車載バッテリ８０は３０℃に維持されている。車載バッテリ８０は、重さ２００ｋｇもあるので、３０℃の蓄熱源である。したがって、車載バッテリ８０は短時間であれば、ほぼ３０℃を維持したまま、バッテリ熱交換器２７内の冷媒と熱交換して過冷却となる。
バッテリ熱交換器２７を出た冷媒は、第１減圧器２５によって外気熱交換器１５で蒸発可能な圧力まで減圧され、外気熱交換器１５に入る。外気熱交換器１５に入った低圧の冷媒は、そこで車外の空気と熱交換を行って蒸発する。外気熱交換器１５において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
さらに、分岐点Ｔから第１逆止弁１３１を介して高圧液冷媒の一部が駆動部冷却用冷媒路１４７に流入する。この高圧液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−６）デフロスト運転モード
制御部１７０は、暖房運転時、外気熱交換器１５に着霜したことを検知、若しくは推定したとき、四路切換弁１３を冷房側へ切り換え、デフロスト運転を行う。つまり、デフロスト運転時、四路切換弁１３は、圧縮機１１の吐出側と外気熱交換器１５のガス側とを接続するとともに圧縮機１１の吸入側と内気熱交換器２３のガス側とを接続する。
また、制御部１７０は、除湿用膨張弁１２１の開度を全開にし、若しくは冷媒を減圧しない程度にまで開度を拡大する。メイン膨張弁１７は、冷媒圧力を除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧するように開度調節される。また、制御部１７０は、第２減圧器２９の開度を全開にする。第１減圧器２５は、外気熱交換器１５からの高圧冷媒をバッテリ熱交換器２７及び内気熱交換器２３で蒸発可能な圧力まで減圧する。それゆえ、外気熱交換器１５が冷媒の凝縮器として機能し、空気調和用冷媒路４１では除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能し、バッテリ温調用冷媒路４２ではバッテリ熱交換器２７及び内気熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能する。
また、制御部１７０は、冷媒回路１４０を循環する冷媒量の一部が分岐点Ｒから駆動部冷却用冷媒路１４７に流入するように冷媒ポンプ３３の出力を制御する。さらに、制御部１７０は、外気ファン５０および内気ファン６０を停止させる。
このような状態の冷媒回路１４０において、低圧の冷媒は、圧縮機１１に吸入され、高圧に圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁１３を通じて、外気熱交換器１５に送られる。
外気熱交換器１５に送られた高圧の冷媒は、本来なら、車外空気と熱交換を行って凝縮するのであるが、外気ファン５０が停止しているので、車外空気よりもむしろ外気熱交換器１５に付着している霜との熱交換によって凝縮する。それゆえ、冷媒凝縮時の熱量のほとんどが霜融解熱に利用され、霜がすばやく融解する。外気熱交換器１５において凝縮器した高圧の冷媒は、分岐点Ｒにおいて空気調和用冷媒路４１とバッテリ温調用冷媒路４２の２方向に分かれて流れる。
空気調和用冷媒路４１に流れた高圧の冷媒は、メイン膨張弁１７によって減圧され、除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３に入る。除湿熱交換器１９及び内気熱交換器２３は、除湿用膨張弁１２１がほぼ全開となっているので、一つの蒸発器として機能する。
他方、バッテリ温調用冷媒路４２に流れた高圧の冷媒は、第１減圧器２５で減圧され、バッテリ熱交換器２７に入る。冷媒は、バッテリ熱交換器２７で車載バッテリ８０から熱を奪って蒸発する。その際、冷媒温度が５℃になるように、制御部１７０によって第１減圧器２５の開度が制適宜制御される。この作用によって車載バッテリ８０はほぼ３０℃に維持される。
バッテリ熱交換器２７を出た冷媒は、１５℃まで温度上昇して内気熱交換器２３に入る。このとき、内気ファン６０は停止しているので、内気熱交換器２３内の冷媒と熱交換して冷やされた空気が車内乗車室に吹き出されることはない。内気熱交換器２３を出た冷媒は、四路切換弁１３を経て、再び、圧縮機１１に吸入される。
また、外気熱交換器１５において凝縮した高圧の冷媒の一部が、分岐点Ｒから駆動部冷却用冷媒路１４７に流入する。この高圧の液冷媒は、冷媒ポンプ３３によって圧縮機１１の吐出圧力まで昇圧され、インバータ熱交換器３５、及びモータ熱交換器３７に入る。この冷媒は、インバータ８５及び走行モータ８７と熱交換し、インバータ８５及び走行モータ８７それぞれの温度を破損しない温度に維持する。モータ熱交換器３７を出た冷媒は、圧縮機１１の吐出管側に入る。
（３−７）デフロスト準備運転モード
第２実施形態におけるデフロスト準備モードは、第１実施形態におけるデフロスト準備モードを適用する。
但し、先に説明した第１実施形態の第２の方策を適用するときは、図６Ｂ（第２変形例に係る他の自動車用温調システムの構成図）に示すように、第２減圧器２９を全閉にしてバッテリ熱交換器２７へ冷媒が流れないようにし、車載バッテリ８０の冷却を止める。また、第２減圧器２９を全閉にすると外気熱交換器１５（蒸発器）に冷媒が流れなくなるので、図６Ｂでは、開閉弁４９１を有するバイパス路４９が設けられている。開閉弁４９１は、デフロスト準備運転時に開動作するように制御すればよい。
（４）特徴
以上のように、第２実施形態に係る自動車用温調システム１００は、第１実施形態に係る自動車用温調システム１０の特徴に加えて、冷媒回路１４０が空気調和用冷媒路４１とは別にバッテリ温調用冷媒路４２とを有しているという特徴がある。それゆえ、空気調和とは別に、バッテリ熱交換器２７の温度を蒸発温度と凝縮温度との間の任意の温度に調節することができ、車載バッテリ８０を適温に調節することができる。
以上のように、本発明の自動車用温調システムによれば、冷凍負荷が冷凍装置の能力を超えたときに、車載バッテリの冷熱で不足分を補う。それゆえ、別に蓄熱源を備える必要がなく、コスト低減が図られる。それゆえ、電気自動車だけに限らず、ハイブリット自動車にも有用である。
１０，１００ 自動車用温調システム
２５ 第１減圧器
２７ バッテリ熱交換器
２９ 第２減圧器
４０，１４０ 冷媒回路
４１ 空気調和用冷媒路
４２ バッテリ温調用冷媒路
５０ 外気ファン（第１ファン）
６０ 内気ファン（第２ファン）
７０，１７０ 制御部
８０ 車載バッテリ
特開平１１−２３０８１号公報

Claims (9)

  1. １つの冷媒回路（４０）を用いて少なくとも空気調和とバッテリ（８０）の温調とを行なう自動車用温調システムであって、
    前記バッテリ（８０）の目標温度が所定の適正温度範囲内になるように前記冷媒回路（４０）の冷媒の流れを制御する制御部（７０）を備え、
    前記冷媒回路（４０）は、空気調和用の蒸発器及び放熱器との間に、前記バッテリ（８０）の温調を行なうバッテリ熱交換器（２７）を含むバッテリ温調用冷媒路（４２）を有し、
    前記制御部（７０）は、前記バッテリ（８０）の熱量を空気調和に利用する蓄熱利用モード、及び前記バッテリ（８０）の熱量を空気調和に利用しない通常運転モードを、冷凍負荷に応じて選択し実行し、
    さらに、前記制御部（７０）は、
    前記蓄熱利用モードを選択したとき前記目標温度を前記適正温度範囲内の第１範囲内に設定し、
    前記通常運転モードを選択したとき前記目標温度を前記適正温度範囲内で且つ前記第１範囲と異なる第２範囲へ設定する、
    自動車用温調システム（１０）。
  2. 前記蓄熱利用モードは、
    前記バッテリ（８０）の熱量を利用して冷房運転を行う蓄熱冷房運転モードと、
    前記バッテリ（８０）の熱量を利用して暖房運転を行う蓄熱暖房運転モードと、
    を含み、
    前記通常運転モードは、
    前記バッテリ（８０）の熱量を利用せずに冷房運転を行う通常冷房運転モードと、
    前記バッテリ（８０）の熱量を利用せずに暖房運転を行う通常暖房運転モードと、
    を含み、
    前記制御部（７０）は、
    通常冷房運転モードを選択したとき、前記第２範囲を前記適正温度範囲の最下限値を含む範囲に設定し、
    通常暖房運転モードを選択したとき、前記第２範囲を前記適正温度範囲の最上限値を含む範囲に設定する、
    請求項１に記載の自動車温調システム（１０）。
  3. 前記制御部（７０）は、前記バッテリ熱交換器（２７）内の冷媒圧力を調節して、前記バッテリ（８０）の温調を行なう、
    請求項２に記載の自動車用温調システム（１０）。
  4. 前記バッテリ温調用冷媒路（４２）は、前記バッテリ熱交換器（２７）の両側に配置される２つの開度可変の減圧器（２５，２９）をさらに含み、
    前記制御部（７０）は、２つの前記減圧器（２５，２９）の開度を調節して、前記バッテリ熱交換器（２７）内の冷媒圧力を制御する、
    請求項３に記載の自動車用温調システム（１０）。
  5. 暖房運転時の前記凝縮器に送風するファン（６０）をさらに備え、
    前記制御部（７０）は、暖房運転時に前記蒸発器の着霜を検知または推定したとき、前記ファン（６０）を停止し、冷媒の流れを冷房運転時と同じ冷媒循環サイクルへ切り換え、前記バッテリ熱交換器（２７）の上流側となる前記減圧器（２５）の開度を絞り、前記バッテリ熱交換器（２７）の下流側となる前記減圧器（２９）の開度を全開とする、デフロスト運転を行う、
    請求項４に記載の自動車用温調システム（１０）。
  6. 前記制御部（７０）は、前記デフロスト運転時に除湿指令を受けたとき、前記バッテリ熱交換器（２７）の上流側となる前記減圧器（２５）の開度を開き、前記バッテリ熱交換器（２７）の下流側となる前記減圧器（２９）の開度を絞る、デフロスト時除湿運転を行う、
    請求項５に記載の自動車用温調システム（１０）。
  7. 暖房運転時の前記蒸発器に送風する第１ファン（５０）と、
    暖房運転時の前記凝縮器に送風する第２ファン（６０）と、
    をさらに備え、
    前記制御部（７０）は、暖房運転時に前記蒸発器の着霜を検知または推定したとき、前記第１ファン（５０）を停止し、冷媒の流れを暖房運転時と同じ冷媒循環サイクルで、前記バッテリ熱交換器（２７）の上流側となる前記減圧器（２９）の開度を絞り、前記バッテリ熱交換器（２７）の下流側となる前記減圧器（２５）の開度を全開とする、デフロスト運転を行う、
    請求項４に記載の自動車用温調システム（１０）。
  8. 前記制御部（７０）は、前記デフロスト運転時、前記第２ファン（６０）の回転数を低下させる、
    請求項７に記載の自動車用温調システム（１０）。
  9. 前記制御部（７０）は、
    前記デフロスト運転を実行する前に、前記バッテリ（８０）の温度を現在の温度よりも高い所定温度で所定時間だけ保持する、デフロスト準備運転を行う。
    請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の自動車用温調システム（１０）。
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